试论植物与微生物的互作梁建根竺利红施跃峰‘（浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所，浙江杭州３１００２１）摘要植物与其生长环境中的微生物有着密切的关系。两者共同组成一个生态区系根围。对植物与其根围中的徽生物的互作关系进行了阐述。关键词生态区系；根圉；互作中图分类号Ｑ９４８．１２文献标识码Ａ文章编号１００７－５７３９（２００８）２０—０３３７—０２每一个植物体都不是一个单独的孤立的个体。而是与许多微生物共同组成一个生态区系。即根围（Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ）。根围是植物根系周围区域的统称。根围环境是确保植物根系生长发育正常进行的生境场所，其是显著影响有机营养微生物的部位．这里微生物种类数量多、活性高。产生强烈的根围效应。根围微生物所形成的微生态环境对作物的生长起着非常重要的作用。根围概念的提出及完善经历了一个漫长的阶段。根围一词的采用始于１９０４年，土壤细菌学家ＬｏｒｅｎｚＨｉｌｔｎｅｒ在研究豆科植物时指出。距离根周围几毫米的土壤内，微生物生长旺盛，代谢能力最强，他把这个区域称为“根围”。１９４９年．Ｃｌａｒｋ又提出“根面”的概念。用以描述作为微生物生境的根表面。在１９７０年、１９７５年和１９８０年召开的“植物气生表面微生物生态学”讨论会的基础上。于１９８３年第三届国际微生物生态学学术讨论会上提出了“根围”的具体概念，即：根围是指包括根本身及其根分泌物影响下的土壤。根围又分内根围和外根围．而微生物群落从非根围一外根围一内根围的顺序范围内，具有连续性分布的特．征，分布是最广的。现在人们普遍认同的是由Ｌｙｎｃｈ（１９９０）提出的根围包括３个部分，即内根围（ｅｎｄｏｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ）、根表（ｒｏｏｔｓｕｒｆａｃｅ）、外根围（ｅｃｔｏｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ），指生物与物理特性受到根影响的区域【１１。日本广岛大学的铃木达彦认为根围的形成主要是由于根分泌物形成的，且分泌物数量相当大。比如在ｃ。植物的根围自生固氮菌大量繁殖，这主要是因为ｃ。植物的根分泌物较多。１根系分泌物对微生物的影响根的渗出现象（ｅｘｕｄａｔｉｏｎ）是一切陆生高等植物共有的特征，而植物根围是直接受根渗出物影响的区域。早在１９６５年，Ｒｏｖｉｒａ就认为根系分泌物在选择性地刺激微生物的生长中发挥了关键的作用。活的植物体通过主动分泌、渗漏、磨损、伤口和死亡的细胞。从根系中释放有机物到根围中。根系分泌物指根系生长过程中释放到生长基质中的各种物质。释放的化合物有低分子量的物质、各种次生代谢产物到复杂的物质。它们主要包括下列４种类型：①渗出物。是从基金项目浙江省自然科学基金项目（Ｙ３０７００７）：浙江省农科院科技创新提升工程项目。作者简介粱建根（１９７２一），男，山西介休人。博士，助理研究员。研究方向：微生物农药的科研与应用开发。＋通讯作者收稿日期２００８—０８—２５ 细胞中扩散出来的一类低分子量化合物。②分泌物。是在代谢过程中由细胞主动释放出的物质。③黏胶质。包括根冠细胞、未形成次生壁的表皮细胞和根毛分泌的黏胶状物质。④分解物和脱落物。是成熟根段表皮细胞自分解产物、脱落根冠细胞和细胞碎片等。从化学组成来看，根系分泌物可分为：①糖类。根系分泌物至少发现了１２种糖类，包括葡萄糖、果糖和麦芽糖等，其中以葡萄糖和果糖较常见。②有机酸。是根系分泌物的重要组分，目前已知有酒石酸、柠檬酸、苹果酸等。③氨基酸。已发现有２０多种氨基酸，包括天门冬氨酸、仅一丙氨酸、谷氨酰氨和亮氨酸等。④化感物质。包括苯甲酸、肉桂酸、香豆酸、阿魏酸等以及酚类、黄酮类物质。此外，根系分泌物中尚含有极少量的脂肪酸和甾类化合物以及微量的生长物质和酶类冈。这样，根系分泌物为土壤微生物提供充分的碳源和能源。如果没有有机体，则依赖其生存的正常微生物群也随之消失。在根际。土壤微生物的数量较非根际的土壤中高１０倍至数十倍，尤其是细菌的数量差别更大。不同植物的根系分泌物还可影响根际微生物的种类。根系分泌物就好像是微生物的选择性培养基。如豌豆根接受根瘤菌的感染与其根毛分泌的一种植物凝集素有关；当把产生这种凝集素的基因转移到三叶草后，则三叶草的根亦可被豆科根瘤菌所感染。这是不同植物拥有不同根际微生物区系的重要原因，也解释了在一些情况下，植物的种对它的根围细菌表现了选择性。Ｌｅｍａｎｃｅａｕ等（１９９５）研究了亚麻和番茄对土传荧光假单孢杆菌群体多样性的影响圈。结果表明。就表型特征来说，从土壤中分离到的群体与从植株中分离的群体是不同的。从未栽培的土壤和亚麻的根组织中分离到的细菌的差异特别明显，就植物选择的强度来讲，亚麻的表现比番茄更明显。这种选择至少是植物专化性的。通常，需要碳水化合物（有机酸和糖类）较多的微生物，大多繁殖于禾本科植物的根际；而要求氨基酸较多的微生物则繁殖于豆科植物的根际Ｍ。一般认为，前茬作物的根系分泌物能刺激某些有害微生物的生长和繁殖，这些微生物能抑制下茬同一作物的生长。从而造成连作障碍。大豆连作３年以上。细菌数量减少，真菌数量增加，重茬较正茬真菌增加１８．ｏ％吗５．５％。其中以青霉菌、镰刀菌、立枯丝核菌占多数。２微生物对植物的影响植物根系分泌物对其根围微生物群落有着直接的影响，反过来，微生物对根系的分泌有促进作用。一方面，植物３３７对土壤微生物有很强的选择性，另一方面根围微生物群落也强烈影响着根的生理机能及根分泌物的形成。植物根系当微生物死后它们的细胞物质可被分解为简单物质供植物吸收利用，这样也可减少土壤养分的流失。２．４根围微生物使不可给态养分转变成为可给态养分磷和氮的有效性．制约着光合作用，影响植物的生产率。植物不能直接利用空气中的分子态氮和土壤中的难溶性磷酸盐，重施氮、磷肥给人类带来了环境污染问题。２．５根围微生物对土传病害的生物防治土传植物病害主要研究真菌所致的植物根部病害。重要的土传植物病害有水稻纹枯病，小麦全蚀病，大麦、玉米活力和根围微生物之间，根围微生物的质、量与植物的生长发育、作物产量的形成都有良好的相关性。总之，在微生物一植物这个生态区系中同时进行着物质交换、能量流动信息的传递。微生物对植物的影响是多方面的。在植物根围微生物区系中，有些菌在一定的生态条件下，对埴物会产生不良影响．这类菌称为有害菌（ＤｅｌｅｔｅｒｉｏｕｓＲｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅＢａｃｔｅｒｉａ，简称ＤＲＢ）；另外一些菌对植物的生长起着间接的促进作用，这类菌称为植物促生细菌（ＰｌａｎｔＧｒｏｗｔｈ－ＰｒｏｍｏｔｉｎｇＲ＿ｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ。ＰＧＰＲ）。由于其作用明显，因而越来越受到人们的重视【ｑ。自从１８８７年发现豆科植物根瘤具有固氮功能和根瘤菌的纯培养获得成功以后，微生物的研究与应用得到了迅等杂粮纹枯病，棉花枯黄萎病，甘薯黑斑病，马铃薯环腐病，油菜等多种作物的菌核病，大豆复合根病，树木根腐病、冠瘿病等。植物根病本身就是一种病害系统（Ｐａｔｈｏｓｙｓｔｅｍ），任何根病的发生都是根病系统中寄主、病原和土壤微生物在一定条件下的平衡。这反映了寄主和病原物的亲相关系，也反映了土壤中其他微生物对寄主和病原物关系的作用性质和程度。自然界微生物之间的拮抗作用非常普通，而在速的发展。有益微生物对植物影响具体表现在如下几方面：２．１根围微生物与植物激素的生成内源或外加的植物激素在一定浓度下都能促进植物地上部与根系的生长发育。根围微生物能分泌一些植物激素，也能间接调节植物内源激素的含量水平。这些激素包括细胞分裂素、生长素、吲哚乙酸和乙烯。２．２对整株植物的影响植物体上的拮抗包括更为复杂的拮抗机制，根围微生物抑制病原菌活动是其中的重要内容之一，其对根际范围内许多真菌和细菌病原物有抑制作用。近年来，许多具有应用价值的微生物相继被发现，其研究与应用得到了迅速的发展。４０多年来。我国微生物制剂名经有益菌处理的植株。根系长而发达，活力明显增加。叶绿素含量增加，叶色浓，苗子健壮，茎基宽厚，幼苗鲜重与干重显著增加，干粒重与产量增加。这种菌已应用于生产，并在大田中应用与推广。如由西南农大生态病理研究室研称的发展经历了根瘤菌剂一细菌悬浮液一微生物肥料，其使用经历了由豆科接种剂一菌种拌种一各种农作物的基肥。此外，有的微生物能产生活性物质，因此，有时也用作叶制的“丰收菌”，作用于水稻，在大田试验中收到了良好的效果。由日本比嘉照夫采用独特的工艺研制成一种复合微生面喷施。随着对微生物制剂研究的深入和开发，微生物制剂的品种也越来越多网。３参考文献ｆ１】ＬＹＮＣＨＪＭ．ＴｈｅＰ．ｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ【Ｍ１．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｊｏｈｎｗｉｌｅｙｈｅｓｔｅｒ，１９９０．ａｎｄ物制品有效微生物群（ＥｆｆｅｃｔｉｖｅＮｌｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ，ＥＭ），有效微生物群由１０个属８０余种有益微生物组成，其代表性微生物主要有乳酸菌、酵母菌、放线菌和光合细菌。ＥＭ最大的ｓｏｍｃｈｉｃ—【２】２牟金明，李万辉，张凤霞，等．根系分泌物及其作用Ⅱ１．吉林农业大学学报，１９９６，１８（４）：１１４—１１８．【３】ＬＥＭＡＮＣＥＡＵＰ，ＣＯＲＢＥＲＡＮＤＴ，ＧＡＲＤＡＮｐｌａｎｔＬ，ｅｔ特点是多功能、高效、低成本、无毒、无污染。ＥＭ制品最早只是作为土壤改良剂应用。现在已广泛应用于种植业。具有明显的加速土壤有机物的分解和转化，提高土壤速效养分含量、增加产量、改善品质和防病抗病的效果。目前，ＥＭ应用ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｔｗｏｓｐｅｃｉｅｓ．Ｆｌａｘ（ＬｉｎｕｍｕｓｉｔａｔｉｓｓｉｎｕｍＬ．）ａｎｄｔｏｍａｔｏ（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎｅｓｃｕｉｅｎｔｕｍｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｔｒｉｌｌｌ．）ｏｎｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｓｏｆｌｂｏｍｅｏｆｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｍ．ＡｐｐｌＥｎｖｉｒｏｎＭｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９９５（６１）：１００４—１０１２．壤与环境．２０００，９（１）：６４—６７．技术及产品已在６０余个国家和地区的种植业、养殖业和环境保护等领域广泛推广应用ｆ７１。２．３根围微生物对有机物的分解以及自身的分解［４】涂书新，孙锦衙，郭智芬，等．根系分泌物与根际营养关系评述卧土【５】５郜红建，常汀，张自立，等．研究植物根系分泌物的方法Ⅱ】．植物生理学通讯，２００３，３９（１）５６—６０．【６】毛金水．根围微生物对植物的生理和防病及生态学意义Ⅱ】．农业科技情报，１９９１（１）：１４—１７．阴王术，戴俊英，王侗伦，等．有效微生物群（ＥＭ）对水稻秧苗素质的影响町．沈阳农业大学学报，２００３，３４（２）：８１—８４．ｆ８】８占新华，蒋延惠，徐阳春，等．微生物制剂促进植物生长机理的研究进植物的根部能分泌相当数量的糖类、氨基酸和维生素等物质，这促进了细菌和真菌的广泛生长；同时．根围微生物能分解一些有机物（包括根围土壤和根所分泌的有机物）供植物根系吸收。对某些物质的分解还起到一种解毒效应。展卟植物营养与肥料学报，１９９９（２）：９７—１０５．－叶－－＋—＋－—卜－＋－—＋一－＋－＋－—●—－—＋—－—ｆ——■——＋－＋－＋－＋－—卜—＋－＋－＋·＋·＋·—卜－—●－－＋——＋——＋一＋－—ｆ—－—＋呻－＋－＋－＋－＋－—卜－—·卜－＋－－４－－－＇４－斗－＋斗·—＋—－＋·。—●一－—·卜·（上接第３３６页）剂的种子处理，且不造成环境污染。上述这些优越性充分体现出此项技术具有较好的生态、经济和社会效益，是一项实用的农业高新技术。等离子体种子处理技术属于农业平台技术，易于掌握，易于操作，易于推广，可成为我国农村种植业增产的重要技术手段。该技术已于２００８年被列为吉林省重点推广项目之一，它将为吉林省建设社会主义新农村提供可靠的技术支撑，具有广阔的应用价值和市场前景。２００８年在全省范围内３５个县、市、区进行了该技术项目的多点试验与示范，应用推广面积达６．６７万公顷以上。等离子体种子处理技术经过８年多点试验示范，取得了可靠数据，大量试验证明，该技术在提高作物生长性状方面具有明显优势，增产幅度大、对多种作物有效，应用领域广阔。等离子体种子处理的成本为０．２元／ｌ【ｇ，远远低于生物制剂和化学制３３８ 试论植物与微生物的互作
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
梁建根， 竺利红， 施跃峰
浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所,浙江杭州,310021现代农业科技
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1.期刊论文 盛江梅.吴小芹.SHENG Jiang-mei.WU Xiao-qin 菌根真菌与植物根际微生物互作关系研究 -西北林学院学报2007,22(5)
菌根真菌是自然生态系统中最重要的功能群之一,深入研究和揭示它与植物根际微生物间的互作关系,对进一步利用和调控根围微生物的相互作用,促进植物生长,维持农林生态系统的稳定具有重要意义.菌根真菌与某些根际有益微生物(如MHB、PGPR)具有协同促生关系.这些有益微生物可通过改变根际土壤微环境、提高根系对菌根真菌侵染的感受性等为菌根菌在根部的定殖创造有利条件;而菌根真菌则可通过改变根际土壤pH值、根际营养等方面影响根际微生物的群落结构.菌根真菌与土壤微生物通过相互促进或抑制,对宿主植物产生影响.目前,国内外关于菌根真菌与根际微生物互作中二者相互识别、协同作用的机理研究还处于探索阶段.快速发展的分子生物学技术为研究菌根围微生态区系提供了新的途径,将有助于科学有效地研究菌根围微生物之间的互作机制.
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